[공학저널 김하영 기자] 최근 탄소 중립 실현의 흐름에 따라 주목받고 있는 도시농업은 인간과 식물의 공생과 더불어 환경적인 측면에서 시너지를 내고 있다.
대표적인 예시로 성수동의 한 빌딩 옥상에 위치한 스마트 온실은 식물로 가득 차 있다. 한국기계연구원 주관 실증 과제를 통해 구현된 이 공간은 탄소 중립 실현뿐만 아니라 지속 가능한 도시농업을 구현해 미래 식량문제 해결에도 기여할 것으로 전망되고 있다.
현재 기계연구원이 진행 중인 ‘다중 분산발전 기반의 옥상 온실형 스마트 그린빌딩 융복합 시스템 개발 및 실증’ 과제는 도시농업에서 소비 시장의 필요에 따라 적재적소에 작물을 공급하기 위한 다품종 재배를 모색 중이다.
도시농업의 작물이 소비되는 레스토랑과 연계해 Farm to Fork가 실현되기 위해서는 필요한 다양한 재료를 공급하는 것이 중요하기 때문이다.
이를 위해 국내 스마트팜 전문 기업 ㈜쉘파스페이스는 도시형 옥상 온실의 다품종 재배환경에 적합한 조명, 양액기, 통합 제어 플랫폼을 개발·적용하고 있어 눈길을 끈다.
쉘파스페이스는 파장별 광도를 측정하기 위해 자체 개발한 광센서로 자연광을 측정해 작물별로 필요한 파장이 공급되고 있는지 서버에서 모니터링하고, 보충이 필요한 파장을 결정해 공급하는 시스템을 개발했다.
이러한 과정을 통해 불필요한 파장으로 작물의 성장이 저해되지 않도록 할 뿐만 아니라 에너지도 저감할 수 있어 획기적인 기술로 손꼽히고 있다.
또한, 쉘파스페이스는 작물마다 각기 다른 양액을 공급하고, 건물과 통합적으로 연동·운영되도록 그린빌딩 통합관리 시스템(F&B EMS)과의 인터페이스도 담당 중이다. 다품종 식물을 더욱 쉽게 재배하기 위해 전문적 데이터 분석을 통해 AI가 일부 운영을 대신할 수 있도록 한 것이다.
이러한 기술을 개발한 쉘파스페이스 윤좌문 대표이사(사진)는 “쉘파스페이스는 작물의 품질과 생산성을 높이면서도 에너지 효율을 높이는 기술을 보유하고 있다. 이와 함께 작물 성장의 주 에너지원인 빛에 대해 생육단계별 파장 제어 기술과 가변필름 소재 기술을 개발 중”이라고 설명했다.
그는 이어 “기존 스마트팜 조명은 사람이 사용하던 조명을 광도만 높여 적용해왔지만, 식물의 생장에 필요한 파장은 사람의 시각에 필요한 파장과는 다르다”며 “식물은 사람보다 더 넓은 파장 영역을 인지하고, 세밀한 광도와 파장의 조합에 반응하기 때문에 파장 제어 기술로서 작물의 생산성을 높이고 품질을 향상하는 것이 쉘파스페이스의 기술”이라고 덧붙였다.
지난 2016년 설립된 쉘파스페이스는 설립 전부터 예비창업자로 KAIST 문지캠퍼스에 입소해 농업의 디지털 전환을 목적으로, 데이터 기반 생육모델을 개발하기 위한 랩을 구축했다. 2019년 20억의 시리즈 A 투자를 유치하면서 식물 생육을 크게 향상시키는 가변파장기술을 개발했으며 개발된 ‘쉘파라이트’는 2020년 CES에서 혁신상을 수상하는 성과를 얻었다.
이뿐만 아니라 쉘파스페이스는 병충해 방지를 위한 환경 제어 기술과 관리 자동화를 위한 AI 기술을 꾸준히 개발해 왔다. 이를 통해 자체적으로 운영하는 실험실과 실증사이트에서 데이터를 수집해 작물별 생육모델을 개발하고 농업 생산성 향상을 위해 필요한 기술들을 지속해서 발굴하고 있다.
윤 대표는 “식량과 천연물은 국가의 안보를 위협할 수 있는 주요한 문제이고 기후변화에 가장 큰 영향을 받는 영역”이라며 “쉘파스페이스는 우리 구성원들이 가진 공학 기술들을 농업에 적용해 새로운 혁신으로 농업의 주요한 문제들을 해결해보려는 노력으로 시작됐다”고 말했다.
이를 위해 현재 작물 재배용 조명 쉘파라이트, 쉘파레이와 조명의 피드백 제어를 위한 쉘파아이를 생산 중이며 지역별·계절별 기후를 모사할 수 있는 정밀환경제어형 스마트팜을 제작해 공급하고 있다.
향후 쉘파스페이스는 상주 스마트팜 혁신 밸리 테스트베드에서 신기술에 대한 실증을 수행하고, 곧 개소될 쉘파 대전팜에서 다양한 기술들을 선보이면서 농산물의 생산 및 제품화부터 서비스까지 도시농업 비즈니스 모델을 검증할 계획이다.
윤 대표는 “옥상 온실의 보급 확산을 위해 재배 용이성을 높이는 디지털 AI 솔루션을 진화시킬 계획이고, 이를 바탕으로 우리 기술을 국제적으로 확산하기 위한 준비를 하고 있다”며 “농업은 과거 경험으로 전수되는 산업이었지만 이제는 디지털 기술을 통해 농업 노하우 전수가 보다 쉬워졌다. 최근 기후변화에 따른 이상 현상에 실패 없는 농업을 위해서라도, 농업의 디지털 전환은 반드시 필요하다”고 강조했다.
그는 이어 “현재 쉘파스페이스는 작물에 불필요한 파장을 필요한 파장으로 전환해 시설원예의 에너지 효율을 향상하고, 지속 가능한 농업 구현에 기여할 시설원예용 가변필름 기술을 개발 중”이라며 “쉘파는 에베레스트산 최고봉을 오르는 등반가들을 조력하는, 등반 기술에 있어 실질적 최고의 전문가라고 할 수 있다. 원예·스마트팜 분야 세계 최고 기술을 제공하는 기업으로 성장하고자 앞으로도 꾸준히 노력할 것”이라고 전했다.
